9694cc2835115f18c5c6f9719d8ab9a332631901
[~shefty/rdma-dev.git] / fs / proc / task_mmu.c
1 #include <linux/mm.h>
2 #include <linux/hugetlb.h>
3 #include <linux/huge_mm.h>
4 #include <linux/mount.h>
5 #include <linux/seq_file.h>
6 #include <linux/highmem.h>
7 #include <linux/ptrace.h>
8 #include <linux/slab.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/mempolicy.h>
11 #include <linux/rmap.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/swapops.h>
14
15 #include <asm/elf.h>
16 #include <asm/uaccess.h>
17 #include <asm/tlbflush.h>
18 #include "internal.h"
19
20 void task_mem(struct seq_file *m, struct mm_struct *mm)
21 {
22         unsigned long data, text, lib, swap;
23         unsigned long hiwater_vm, total_vm, hiwater_rss, total_rss;
24
25         /*
26          * Note: to minimize their overhead, mm maintains hiwater_vm and
27          * hiwater_rss only when about to *lower* total_vm or rss.  Any
28          * collector of these hiwater stats must therefore get total_vm
29          * and rss too, which will usually be the higher.  Barriers? not
30          * worth the effort, such snapshots can always be inconsistent.
31          */
32         hiwater_vm = total_vm = mm->total_vm;
33         if (hiwater_vm < mm->hiwater_vm)
34                 hiwater_vm = mm->hiwater_vm;
35         hiwater_rss = total_rss = get_mm_rss(mm);
36         if (hiwater_rss < mm->hiwater_rss)
37                 hiwater_rss = mm->hiwater_rss;
38
39         data = mm->total_vm - mm->shared_vm - mm->stack_vm;
40         text = (PAGE_ALIGN(mm->end_code) - (mm->start_code & PAGE_MASK)) >> 10;
41         lib = (mm->exec_vm << (PAGE_SHIFT-10)) - text;
42         swap = get_mm_counter(mm, MM_SWAPENTS);
43         seq_printf(m,
44                 "VmPeak:\t%8lu kB\n"
45                 "VmSize:\t%8lu kB\n"
46                 "VmLck:\t%8lu kB\n"
47                 "VmPin:\t%8lu kB\n"
48                 "VmHWM:\t%8lu kB\n"
49                 "VmRSS:\t%8lu kB\n"
50                 "VmData:\t%8lu kB\n"
51                 "VmStk:\t%8lu kB\n"
52                 "VmExe:\t%8lu kB\n"
53                 "VmLib:\t%8lu kB\n"
54                 "VmPTE:\t%8lu kB\n"
55                 "VmSwap:\t%8lu kB\n",
56                 hiwater_vm << (PAGE_SHIFT-10),
57                 (total_vm - mm->reserved_vm) << (PAGE_SHIFT-10),
58                 mm->locked_vm << (PAGE_SHIFT-10),
59                 mm->pinned_vm << (PAGE_SHIFT-10),
60                 hiwater_rss << (PAGE_SHIFT-10),
61                 total_rss << (PAGE_SHIFT-10),
62                 data << (PAGE_SHIFT-10),
63                 mm->stack_vm << (PAGE_SHIFT-10), text, lib,
64                 (PTRS_PER_PTE*sizeof(pte_t)*mm->nr_ptes) >> 10,
65                 swap << (PAGE_SHIFT-10));
66 }
67
68 unsigned long task_vsize(struct mm_struct *mm)
69 {
70         return PAGE_SIZE * mm->total_vm;
71 }
72
73 unsigned long task_statm(struct mm_struct *mm,
74                          unsigned long *shared, unsigned long *text,
75                          unsigned long *data, unsigned long *resident)
76 {
77         *shared = get_mm_counter(mm, MM_FILEPAGES);
78         *text = (PAGE_ALIGN(mm->end_code) - (mm->start_code & PAGE_MASK))
79                                                                 >> PAGE_SHIFT;
80         *data = mm->total_vm - mm->shared_vm;
81         *resident = *shared + get_mm_counter(mm, MM_ANONPAGES);
82         return mm->total_vm;
83 }
84
85 static void pad_len_spaces(struct seq_file *m, int len)
86 {
87         len = 25 + sizeof(void*) * 6 - len;
88         if (len < 1)
89                 len = 1;
90         seq_printf(m, "%*c", len, ' ');
91 }
92
93 static void vma_stop(struct proc_maps_private *priv, struct vm_area_struct *vma)
94 {
95         if (vma && vma != priv->tail_vma) {
96                 struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
97                 up_read(&mm->mmap_sem);
98                 mmput(mm);
99         }
100 }
101
102 static void *m_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
103 {
104         struct proc_maps_private *priv = m->private;
105         unsigned long last_addr = m->version;
106         struct mm_struct *mm;
107         struct vm_area_struct *vma, *tail_vma = NULL;
108         loff_t l = *pos;
109
110         /* Clear the per syscall fields in priv */
111         priv->task = NULL;
112         priv->tail_vma = NULL;
113
114         /*
115          * We remember last_addr rather than next_addr to hit with
116          * mmap_cache most of the time. We have zero last_addr at
117          * the beginning and also after lseek. We will have -1 last_addr
118          * after the end of the vmas.
119          */
120
121         if (last_addr == -1UL)
122                 return NULL;
123
124         priv->task = get_pid_task(priv->pid, PIDTYPE_PID);
125         if (!priv->task)
126                 return ERR_PTR(-ESRCH);
127
128         mm = mm_for_maps(priv->task);
129         if (!mm || IS_ERR(mm))
130                 return mm;
131         down_read(&mm->mmap_sem);
132
133         tail_vma = get_gate_vma(priv->task->mm);
134         priv->tail_vma = tail_vma;
135
136         /* Start with last addr hint */
137         vma = find_vma(mm, last_addr);
138         if (last_addr && vma) {
139                 vma = vma->vm_next;
140                 goto out;
141         }
142
143         /*
144          * Check the vma index is within the range and do
145          * sequential scan until m_index.
146          */
147         vma = NULL;
148         if ((unsigned long)l < mm->map_count) {
149                 vma = mm->mmap;
150                 while (l-- && vma)
151                         vma = vma->vm_next;
152                 goto out;
153         }
154
155         if (l != mm->map_count)
156                 tail_vma = NULL; /* After gate vma */
157
158 out:
159         if (vma)
160                 return vma;
161
162         /* End of vmas has been reached */
163         m->version = (tail_vma != NULL)? 0: -1UL;
164         up_read(&mm->mmap_sem);
165         mmput(mm);
166         return tail_vma;
167 }
168
169 static void *m_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
170 {
171         struct proc_maps_private *priv = m->private;
172         struct vm_area_struct *vma = v;
173         struct vm_area_struct *tail_vma = priv->tail_vma;
174
175         (*pos)++;
176         if (vma && (vma != tail_vma) && vma->vm_next)
177                 return vma->vm_next;
178         vma_stop(priv, vma);
179         return (vma != tail_vma)? tail_vma: NULL;
180 }
181
182 static void m_stop(struct seq_file *m, void *v)
183 {
184         struct proc_maps_private *priv = m->private;
185         struct vm_area_struct *vma = v;
186
187         if (!IS_ERR(vma))
188                 vma_stop(priv, vma);
189         if (priv->task)
190                 put_task_struct(priv->task);
191 }
192
193 static int do_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
194                         const struct seq_operations *ops)
195 {
196         struct proc_maps_private *priv;
197         int ret = -ENOMEM;
198         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
199         if (priv) {
200                 priv->pid = proc_pid(inode);
201                 ret = seq_open(file, ops);
202                 if (!ret) {
203                         struct seq_file *m = file->private_data;
204                         m->private = priv;
205                 } else {
206                         kfree(priv);
207                 }
208         }
209         return ret;
210 }
211
212 static void
213 show_map_vma(struct seq_file *m, struct vm_area_struct *vma, int is_pid)
214 {
215         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
216         struct file *file = vma->vm_file;
217         struct proc_maps_private *priv = m->private;
218         struct task_struct *task = priv->task;
219         vm_flags_t flags = vma->vm_flags;
220         unsigned long ino = 0;
221         unsigned long long pgoff = 0;
222         unsigned long start, end;
223         dev_t dev = 0;
224         int len;
225         const char *name = NULL;
226
227         if (file) {
228                 struct inode *inode = vma->vm_file->f_path.dentry->d_inode;
229                 dev = inode->i_sb->s_dev;
230                 ino = inode->i_ino;
231                 pgoff = ((loff_t)vma->vm_pgoff) << PAGE_SHIFT;
232         }
233
234         /* We don't show the stack guard page in /proc/maps */
235         start = vma->vm_start;
236         if (stack_guard_page_start(vma, start))
237                 start += PAGE_SIZE;
238         end = vma->vm_end;
239         if (stack_guard_page_end(vma, end))
240                 end -= PAGE_SIZE;
241
242         seq_printf(m, "%08lx-%08lx %c%c%c%c %08llx %02x:%02x %lu %n",
243                         start,
244                         end,
245                         flags & VM_READ ? 'r' : '-',
246                         flags & VM_WRITE ? 'w' : '-',
247                         flags & VM_EXEC ? 'x' : '-',
248                         flags & VM_MAYSHARE ? 's' : 'p',
249                         pgoff,
250                         MAJOR(dev), MINOR(dev), ino, &len);
251
252         /*
253          * Print the dentry name for named mappings, and a
254          * special [heap] marker for the heap:
255          */
256         if (file) {
257                 pad_len_spaces(m, len);
258                 seq_path(m, &file->f_path, "\n");
259                 goto done;
260         }
261
262         name = arch_vma_name(vma);
263         if (!name) {
264                 pid_t tid;
265
266                 if (!mm) {
267                         name = "[vdso]";
268                         goto done;
269                 }
270
271                 if (vma->vm_start <= mm->brk &&
272                     vma->vm_end >= mm->start_brk) {
273                         name = "[heap]";
274                         goto done;
275                 }
276
277                 tid = vm_is_stack(task, vma, is_pid);
278
279                 if (tid != 0) {
280                         /*
281                          * Thread stack in /proc/PID/task/TID/maps or
282                          * the main process stack.
283                          */
284                         if (!is_pid || (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
285                             vma->vm_end >= mm->start_stack)) {
286                                 name = "[stack]";
287                         } else {
288                                 /* Thread stack in /proc/PID/maps */
289                                 pad_len_spaces(m, len);
290                                 seq_printf(m, "[stack:%d]", tid);
291                         }
292                 }
293         }
294
295 done:
296         if (name) {
297                 pad_len_spaces(m, len);
298                 seq_puts(m, name);
299         }
300         seq_putc(m, '\n');
301 }
302
303 static int show_map(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
304 {
305         struct vm_area_struct *vma = v;
306         struct proc_maps_private *priv = m->private;
307         struct task_struct *task = priv->task;
308
309         show_map_vma(m, vma, is_pid);
310
311         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
312                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
313                         ? vma->vm_start : 0;
314         return 0;
315 }
316
317 static int show_pid_map(struct seq_file *m, void *v)
318 {
319         return show_map(m, v, 1);
320 }
321
322 static int show_tid_map(struct seq_file *m, void *v)
323 {
324         return show_map(m, v, 0);
325 }
326
327 static const struct seq_operations proc_pid_maps_op = {
328         .start  = m_start,
329         .next   = m_next,
330         .stop   = m_stop,
331         .show   = show_pid_map
332 };
333
334 static const struct seq_operations proc_tid_maps_op = {
335         .start  = m_start,
336         .next   = m_next,
337         .stop   = m_stop,
338         .show   = show_tid_map
339 };
340
341 static int pid_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
342 {
343         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_maps_op);
344 }
345
346 static int tid_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
347 {
348         return do_maps_open(inode, file, &proc_tid_maps_op);
349 }
350
351 const struct file_operations proc_pid_maps_operations = {
352         .open           = pid_maps_open,
353         .read           = seq_read,
354         .llseek         = seq_lseek,
355         .release        = seq_release_private,
356 };
357
358 const struct file_operations proc_tid_maps_operations = {
359         .open           = tid_maps_open,
360         .read           = seq_read,
361         .llseek         = seq_lseek,
362         .release        = seq_release_private,
363 };
364
365 /*
366  * Proportional Set Size(PSS): my share of RSS.
367  *
368  * PSS of a process is the count of pages it has in memory, where each
369  * page is divided by the number of processes sharing it.  So if a
370  * process has 1000 pages all to itself, and 1000 shared with one other
371  * process, its PSS will be 1500.
372  *
373  * To keep (accumulated) division errors low, we adopt a 64bit
374  * fixed-point pss counter to minimize division errors. So (pss >>
375  * PSS_SHIFT) would be the real byte count.
376  *
377  * A shift of 12 before division means (assuming 4K page size):
378  *      - 1M 3-user-pages add up to 8KB errors;
379  *      - supports mapcount up to 2^24, or 16M;
380  *      - supports PSS up to 2^52 bytes, or 4PB.
381  */
382 #define PSS_SHIFT 12
383
384 #ifdef CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR
385 struct mem_size_stats {
386         struct vm_area_struct *vma;
387         unsigned long resident;
388         unsigned long shared_clean;
389         unsigned long shared_dirty;
390         unsigned long private_clean;
391         unsigned long private_dirty;
392         unsigned long referenced;
393         unsigned long anonymous;
394         unsigned long anonymous_thp;
395         unsigned long swap;
396         u64 pss;
397 };
398
399
400 static void smaps_pte_entry(pte_t ptent, unsigned long addr,
401                 unsigned long ptent_size, struct mm_walk *walk)
402 {
403         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
404         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
405         struct page *page;
406         int mapcount;
407
408         if (is_swap_pte(ptent)) {
409                 mss->swap += ptent_size;
410                 return;
411         }
412
413         if (!pte_present(ptent))
414                 return;
415
416         page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
417         if (!page)
418                 return;
419
420         if (PageAnon(page))
421                 mss->anonymous += ptent_size;
422
423         mss->resident += ptent_size;
424         /* Accumulate the size in pages that have been accessed. */
425         if (pte_young(ptent) || PageReferenced(page))
426                 mss->referenced += ptent_size;
427         mapcount = page_mapcount(page);
428         if (mapcount >= 2) {
429                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
430                         mss->shared_dirty += ptent_size;
431                 else
432                         mss->shared_clean += ptent_size;
433                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT) / mapcount;
434         } else {
435                 if (pte_dirty(ptent) || PageDirty(page))
436                         mss->private_dirty += ptent_size;
437                 else
438                         mss->private_clean += ptent_size;
439                 mss->pss += (ptent_size << PSS_SHIFT);
440         }
441 }
442
443 static int smaps_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
444                            struct mm_walk *walk)
445 {
446         struct mem_size_stats *mss = walk->private;
447         struct vm_area_struct *vma = mss->vma;
448         pte_t *pte;
449         spinlock_t *ptl;
450
451         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
452                 smaps_pte_entry(*(pte_t *)pmd, addr, HPAGE_PMD_SIZE, walk);
453                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
454                 mss->anonymous_thp += HPAGE_PMD_SIZE;
455                 return 0;
456         }
457
458         if (pmd_trans_unstable(pmd))
459                 return 0;
460         /*
461          * The mmap_sem held all the way back in m_start() is what
462          * keeps khugepaged out of here and from collapsing things
463          * in here.
464          */
465         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
466         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE)
467                 smaps_pte_entry(*pte, addr, PAGE_SIZE, walk);
468         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
469         cond_resched();
470         return 0;
471 }
472
473 static int show_smap(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
474 {
475         struct proc_maps_private *priv = m->private;
476         struct task_struct *task = priv->task;
477         struct vm_area_struct *vma = v;
478         struct mem_size_stats mss;
479         struct mm_walk smaps_walk = {
480                 .pmd_entry = smaps_pte_range,
481                 .mm = vma->vm_mm,
482                 .private = &mss,
483         };
484
485         memset(&mss, 0, sizeof mss);
486         mss.vma = vma;
487         /* mmap_sem is held in m_start */
488         if (vma->vm_mm && !is_vm_hugetlb_page(vma))
489                 walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &smaps_walk);
490
491         show_map_vma(m, vma, is_pid);
492
493         seq_printf(m,
494                    "Size:           %8lu kB\n"
495                    "Rss:            %8lu kB\n"
496                    "Pss:            %8lu kB\n"
497                    "Shared_Clean:   %8lu kB\n"
498                    "Shared_Dirty:   %8lu kB\n"
499                    "Private_Clean:  %8lu kB\n"
500                    "Private_Dirty:  %8lu kB\n"
501                    "Referenced:     %8lu kB\n"
502                    "Anonymous:      %8lu kB\n"
503                    "AnonHugePages:  %8lu kB\n"
504                    "Swap:           %8lu kB\n"
505                    "KernelPageSize: %8lu kB\n"
506                    "MMUPageSize:    %8lu kB\n"
507                    "Locked:         %8lu kB\n",
508                    (vma->vm_end - vma->vm_start) >> 10,
509                    mss.resident >> 10,
510                    (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)),
511                    mss.shared_clean  >> 10,
512                    mss.shared_dirty  >> 10,
513                    mss.private_clean >> 10,
514                    mss.private_dirty >> 10,
515                    mss.referenced >> 10,
516                    mss.anonymous >> 10,
517                    mss.anonymous_thp >> 10,
518                    mss.swap >> 10,
519                    vma_kernel_pagesize(vma) >> 10,
520                    vma_mmu_pagesize(vma) >> 10,
521                    (vma->vm_flags & VM_LOCKED) ?
522                         (unsigned long)(mss.pss >> (10 + PSS_SHIFT)) : 0);
523
524         if (m->count < m->size)  /* vma is copied successfully */
525                 m->version = (vma != get_gate_vma(task->mm))
526                         ? vma->vm_start : 0;
527         return 0;
528 }
529
530 static int show_pid_smap(struct seq_file *m, void *v)
531 {
532         return show_smap(m, v, 1);
533 }
534
535 static int show_tid_smap(struct seq_file *m, void *v)
536 {
537         return show_smap(m, v, 0);
538 }
539
540 static const struct seq_operations proc_pid_smaps_op = {
541         .start  = m_start,
542         .next   = m_next,
543         .stop   = m_stop,
544         .show   = show_pid_smap
545 };
546
547 static const struct seq_operations proc_tid_smaps_op = {
548         .start  = m_start,
549         .next   = m_next,
550         .stop   = m_stop,
551         .show   = show_tid_smap
552 };
553
554 static int pid_smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
555 {
556         return do_maps_open(inode, file, &proc_pid_smaps_op);
557 }
558
559 static int tid_smaps_open(struct inode *inode, struct file *file)
560 {
561         return do_maps_open(inode, file, &proc_tid_smaps_op);
562 }
563
564 const struct file_operations proc_pid_smaps_operations = {
565         .open           = pid_smaps_open,
566         .read           = seq_read,
567         .llseek         = seq_lseek,
568         .release        = seq_release_private,
569 };
570
571 const struct file_operations proc_tid_smaps_operations = {
572         .open           = tid_smaps_open,
573         .read           = seq_read,
574         .llseek         = seq_lseek,
575         .release        = seq_release_private,
576 };
577
578 static int clear_refs_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
579                                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
580 {
581         struct vm_area_struct *vma = walk->private;
582         pte_t *pte, ptent;
583         spinlock_t *ptl;
584         struct page *page;
585
586         split_huge_page_pmd(walk->mm, pmd);
587         if (pmd_trans_unstable(pmd))
588                 return 0;
589
590         pte = pte_offset_map_lock(vma->vm_mm, pmd, addr, &ptl);
591         for (; addr != end; pte++, addr += PAGE_SIZE) {
592                 ptent = *pte;
593                 if (!pte_present(ptent))
594                         continue;
595
596                 page = vm_normal_page(vma, addr, ptent);
597                 if (!page)
598                         continue;
599
600                 if (PageReserved(page))
601                         continue;
602
603                 /* Clear accessed and referenced bits. */
604                 ptep_test_and_clear_young(vma, addr, pte);
605                 ClearPageReferenced(page);
606         }
607         pte_unmap_unlock(pte - 1, ptl);
608         cond_resched();
609         return 0;
610 }
611
612 #define CLEAR_REFS_ALL 1
613 #define CLEAR_REFS_ANON 2
614 #define CLEAR_REFS_MAPPED 3
615
616 static ssize_t clear_refs_write(struct file *file, const char __user *buf,
617                                 size_t count, loff_t *ppos)
618 {
619         struct task_struct *task;
620         char buffer[PROC_NUMBUF];
621         struct mm_struct *mm;
622         struct vm_area_struct *vma;
623         int type;
624         int rv;
625
626         memset(buffer, 0, sizeof(buffer));
627         if (count > sizeof(buffer) - 1)
628                 count = sizeof(buffer) - 1;
629         if (copy_from_user(buffer, buf, count))
630                 return -EFAULT;
631         rv = kstrtoint(strstrip(buffer), 10, &type);
632         if (rv < 0)
633                 return rv;
634         if (type < CLEAR_REFS_ALL || type > CLEAR_REFS_MAPPED)
635                 return -EINVAL;
636         task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
637         if (!task)
638                 return -ESRCH;
639         mm = get_task_mm(task);
640         if (mm) {
641                 struct mm_walk clear_refs_walk = {
642                         .pmd_entry = clear_refs_pte_range,
643                         .mm = mm,
644                 };
645                 down_read(&mm->mmap_sem);
646                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next) {
647                         clear_refs_walk.private = vma;
648                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
649                                 continue;
650                         /*
651                          * Writing 1 to /proc/pid/clear_refs affects all pages.
652                          *
653                          * Writing 2 to /proc/pid/clear_refs only affects
654                          * Anonymous pages.
655                          *
656                          * Writing 3 to /proc/pid/clear_refs only affects file
657                          * mapped pages.
658                          */
659                         if (type == CLEAR_REFS_ANON && vma->vm_file)
660                                 continue;
661                         if (type == CLEAR_REFS_MAPPED && !vma->vm_file)
662                                 continue;
663                         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end,
664                                         &clear_refs_walk);
665                 }
666                 flush_tlb_mm(mm);
667                 up_read(&mm->mmap_sem);
668                 mmput(mm);
669         }
670         put_task_struct(task);
671
672         return count;
673 }
674
675 const struct file_operations proc_clear_refs_operations = {
676         .write          = clear_refs_write,
677         .llseek         = noop_llseek,
678 };
679
680 typedef struct {
681         u64 pme;
682 } pagemap_entry_t;
683
684 struct pagemapread {
685         int pos, len;
686         pagemap_entry_t *buffer;
687 };
688
689 #define PAGEMAP_WALK_SIZE       (PMD_SIZE)
690 #define PAGEMAP_WALK_MASK       (PMD_MASK)
691
692 #define PM_ENTRY_BYTES      sizeof(u64)
693 #define PM_STATUS_BITS      3
694 #define PM_STATUS_OFFSET    (64 - PM_STATUS_BITS)
695 #define PM_STATUS_MASK      (((1LL << PM_STATUS_BITS) - 1) << PM_STATUS_OFFSET)
696 #define PM_STATUS(nr)       (((nr) << PM_STATUS_OFFSET) & PM_STATUS_MASK)
697 #define PM_PSHIFT_BITS      6
698 #define PM_PSHIFT_OFFSET    (PM_STATUS_OFFSET - PM_PSHIFT_BITS)
699 #define PM_PSHIFT_MASK      (((1LL << PM_PSHIFT_BITS) - 1) << PM_PSHIFT_OFFSET)
700 #define PM_PSHIFT(x)        (((u64) (x) << PM_PSHIFT_OFFSET) & PM_PSHIFT_MASK)
701 #define PM_PFRAME_MASK      ((1LL << PM_PSHIFT_OFFSET) - 1)
702 #define PM_PFRAME(x)        ((x) & PM_PFRAME_MASK)
703
704 #define PM_PRESENT          PM_STATUS(4LL)
705 #define PM_SWAP             PM_STATUS(2LL)
706 #define PM_NOT_PRESENT      PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT)
707 #define PM_END_OF_BUFFER    1
708
709 static inline pagemap_entry_t make_pme(u64 val)
710 {
711         return (pagemap_entry_t) { .pme = val };
712 }
713
714 static int add_to_pagemap(unsigned long addr, pagemap_entry_t *pme,
715                           struct pagemapread *pm)
716 {
717         pm->buffer[pm->pos++] = *pme;
718         if (pm->pos >= pm->len)
719                 return PM_END_OF_BUFFER;
720         return 0;
721 }
722
723 static int pagemap_pte_hole(unsigned long start, unsigned long end,
724                                 struct mm_walk *walk)
725 {
726         struct pagemapread *pm = walk->private;
727         unsigned long addr;
728         int err = 0;
729         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
730
731         for (addr = start; addr < end; addr += PAGE_SIZE) {
732                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
733                 if (err)
734                         break;
735         }
736         return err;
737 }
738
739 static u64 swap_pte_to_pagemap_entry(pte_t pte)
740 {
741         swp_entry_t e = pte_to_swp_entry(pte);
742         return swp_type(e) | (swp_offset(e) << MAX_SWAPFILES_SHIFT);
743 }
744
745 static void pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme, pte_t pte)
746 {
747         if (is_swap_pte(pte))
748                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(swap_pte_to_pagemap_entry(pte))
749                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_SWAP);
750         else if (pte_present(pte))
751                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pte_pfn(pte))
752                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
753 }
754
755 #ifdef CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE
756 static void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
757                                         pmd_t pmd, int offset)
758 {
759         /*
760          * Currently pmd for thp is always present because thp can not be
761          * swapped-out, migrated, or HWPOISONed (split in such cases instead.)
762          * This if-check is just to prepare for future implementation.
763          */
764         if (pmd_present(pmd))
765                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pmd_pfn(pmd) + offset)
766                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
767 }
768 #else
769 static inline void thp_pmd_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
770                                                 pmd_t pmd, int offset)
771 {
772 }
773 #endif
774
775 static int pagemap_pte_range(pmd_t *pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
776                              struct mm_walk *walk)
777 {
778         struct vm_area_struct *vma;
779         struct pagemapread *pm = walk->private;
780         pte_t *pte;
781         int err = 0;
782         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
783
784         if (pmd_trans_unstable(pmd))
785                 return 0;
786
787         /* find the first VMA at or above 'addr' */
788         vma = find_vma(walk->mm, addr);
789         spin_lock(&walk->mm->page_table_lock);
790         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, vma) == 1) {
791                 for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
792                         unsigned long offset;
793
794                         offset = (addr & ~PAGEMAP_WALK_MASK) >>
795                                         PAGE_SHIFT;
796                         thp_pmd_to_pagemap_entry(&pme, *pmd, offset);
797                         err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
798                         if (err)
799                                 break;
800                 }
801                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
802                 return err;
803         }
804
805         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
806
807                 /* check to see if we've left 'vma' behind
808                  * and need a new, higher one */
809                 if (vma && (addr >= vma->vm_end))
810                         vma = find_vma(walk->mm, addr);
811
812                 /* check that 'vma' actually covers this address,
813                  * and that it isn't a huge page vma */
814                 if (vma && (vma->vm_start <= addr) &&
815                     !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
816                         pte = pte_offset_map(pmd, addr);
817                         pte_to_pagemap_entry(&pme, *pte);
818                         /* unmap before userspace copy */
819                         pte_unmap(pte);
820                 }
821                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
822                 if (err)
823                         return err;
824         }
825
826         cond_resched();
827
828         return err;
829 }
830
831 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
832 static void huge_pte_to_pagemap_entry(pagemap_entry_t *pme,
833                                         pte_t pte, int offset)
834 {
835         if (pte_present(pte))
836                 *pme = make_pme(PM_PFRAME(pte_pfn(pte) + offset)
837                                 | PM_PSHIFT(PAGE_SHIFT) | PM_PRESENT);
838 }
839
840 /* This function walks within one hugetlb entry in the single call */
841 static int pagemap_hugetlb_range(pte_t *pte, unsigned long hmask,
842                                  unsigned long addr, unsigned long end,
843                                  struct mm_walk *walk)
844 {
845         struct pagemapread *pm = walk->private;
846         int err = 0;
847         pagemap_entry_t pme = make_pme(PM_NOT_PRESENT);
848
849         for (; addr != end; addr += PAGE_SIZE) {
850                 int offset = (addr & ~hmask) >> PAGE_SHIFT;
851                 huge_pte_to_pagemap_entry(&pme, *pte, offset);
852                 err = add_to_pagemap(addr, &pme, pm);
853                 if (err)
854                         return err;
855         }
856
857         cond_resched();
858
859         return err;
860 }
861 #endif /* HUGETLB_PAGE */
862
863 /*
864  * /proc/pid/pagemap - an array mapping virtual pages to pfns
865  *
866  * For each page in the address space, this file contains one 64-bit entry
867  * consisting of the following:
868  *
869  * Bits 0-55  page frame number (PFN) if present
870  * Bits 0-4   swap type if swapped
871  * Bits 5-55  swap offset if swapped
872  * Bits 55-60 page shift (page size = 1<<page shift)
873  * Bit  61    reserved for future use
874  * Bit  62    page swapped
875  * Bit  63    page present
876  *
877  * If the page is not present but in swap, then the PFN contains an
878  * encoding of the swap file number and the page's offset into the
879  * swap. Unmapped pages return a null PFN. This allows determining
880  * precisely which pages are mapped (or in swap) and comparing mapped
881  * pages between processes.
882  *
883  * Efficient users of this interface will use /proc/pid/maps to
884  * determine which areas of memory are actually mapped and llseek to
885  * skip over unmapped regions.
886  */
887 static ssize_t pagemap_read(struct file *file, char __user *buf,
888                             size_t count, loff_t *ppos)
889 {
890         struct task_struct *task = get_proc_task(file->f_path.dentry->d_inode);
891         struct mm_struct *mm;
892         struct pagemapread pm;
893         int ret = -ESRCH;
894         struct mm_walk pagemap_walk = {};
895         unsigned long src;
896         unsigned long svpfn;
897         unsigned long start_vaddr;
898         unsigned long end_vaddr;
899         int copied = 0;
900
901         if (!task)
902                 goto out;
903
904         ret = -EINVAL;
905         /* file position must be aligned */
906         if ((*ppos % PM_ENTRY_BYTES) || (count % PM_ENTRY_BYTES))
907                 goto out_task;
908
909         ret = 0;
910         if (!count)
911                 goto out_task;
912
913         pm.len = PM_ENTRY_BYTES * (PAGEMAP_WALK_SIZE >> PAGE_SHIFT);
914         pm.buffer = kmalloc(pm.len, GFP_TEMPORARY);
915         ret = -ENOMEM;
916         if (!pm.buffer)
917                 goto out_task;
918
919         mm = mm_for_maps(task);
920         ret = PTR_ERR(mm);
921         if (!mm || IS_ERR(mm))
922                 goto out_free;
923
924         pagemap_walk.pmd_entry = pagemap_pte_range;
925         pagemap_walk.pte_hole = pagemap_pte_hole;
926 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
927         pagemap_walk.hugetlb_entry = pagemap_hugetlb_range;
928 #endif
929         pagemap_walk.mm = mm;
930         pagemap_walk.private = &pm;
931
932         src = *ppos;
933         svpfn = src / PM_ENTRY_BYTES;
934         start_vaddr = svpfn << PAGE_SHIFT;
935         end_vaddr = TASK_SIZE_OF(task);
936
937         /* watch out for wraparound */
938         if (svpfn > TASK_SIZE_OF(task) >> PAGE_SHIFT)
939                 start_vaddr = end_vaddr;
940
941         /*
942          * The odds are that this will stop walking way
943          * before end_vaddr, because the length of the
944          * user buffer is tracked in "pm", and the walk
945          * will stop when we hit the end of the buffer.
946          */
947         ret = 0;
948         while (count && (start_vaddr < end_vaddr)) {
949                 int len;
950                 unsigned long end;
951
952                 pm.pos = 0;
953                 end = (start_vaddr + PAGEMAP_WALK_SIZE) & PAGEMAP_WALK_MASK;
954                 /* overflow ? */
955                 if (end < start_vaddr || end > end_vaddr)
956                         end = end_vaddr;
957                 down_read(&mm->mmap_sem);
958                 ret = walk_page_range(start_vaddr, end, &pagemap_walk);
959                 up_read(&mm->mmap_sem);
960                 start_vaddr = end;
961
962                 len = min(count, PM_ENTRY_BYTES * pm.pos);
963                 if (copy_to_user(buf, pm.buffer, len)) {
964                         ret = -EFAULT;
965                         goto out_mm;
966                 }
967                 copied += len;
968                 buf += len;
969                 count -= len;
970         }
971         *ppos += copied;
972         if (!ret || ret == PM_END_OF_BUFFER)
973                 ret = copied;
974
975 out_mm:
976         mmput(mm);
977 out_free:
978         kfree(pm.buffer);
979 out_task:
980         put_task_struct(task);
981 out:
982         return ret;
983 }
984
985 const struct file_operations proc_pagemap_operations = {
986         .llseek         = mem_lseek, /* borrow this */
987         .read           = pagemap_read,
988 };
989 #endif /* CONFIG_PROC_PAGE_MONITOR */
990
991 #ifdef CONFIG_NUMA
992
993 struct numa_maps {
994         struct vm_area_struct *vma;
995         unsigned long pages;
996         unsigned long anon;
997         unsigned long active;
998         unsigned long writeback;
999         unsigned long mapcount_max;
1000         unsigned long dirty;
1001         unsigned long swapcache;
1002         unsigned long node[MAX_NUMNODES];
1003 };
1004
1005 struct numa_maps_private {
1006         struct proc_maps_private proc_maps;
1007         struct numa_maps md;
1008 };
1009
1010 static void gather_stats(struct page *page, struct numa_maps *md, int pte_dirty,
1011                         unsigned long nr_pages)
1012 {
1013         int count = page_mapcount(page);
1014
1015         md->pages += nr_pages;
1016         if (pte_dirty || PageDirty(page))
1017                 md->dirty += nr_pages;
1018
1019         if (PageSwapCache(page))
1020                 md->swapcache += nr_pages;
1021
1022         if (PageActive(page) || PageUnevictable(page))
1023                 md->active += nr_pages;
1024
1025         if (PageWriteback(page))
1026                 md->writeback += nr_pages;
1027
1028         if (PageAnon(page))
1029                 md->anon += nr_pages;
1030
1031         if (count > md->mapcount_max)
1032                 md->mapcount_max = count;
1033
1034         md->node[page_to_nid(page)] += nr_pages;
1035 }
1036
1037 static struct page *can_gather_numa_stats(pte_t pte, struct vm_area_struct *vma,
1038                 unsigned long addr)
1039 {
1040         struct page *page;
1041         int nid;
1042
1043         if (!pte_present(pte))
1044                 return NULL;
1045
1046         page = vm_normal_page(vma, addr, pte);
1047         if (!page)
1048                 return NULL;
1049
1050         if (PageReserved(page))
1051                 return NULL;
1052
1053         nid = page_to_nid(page);
1054         if (!node_isset(nid, node_states[N_HIGH_MEMORY]))
1055                 return NULL;
1056
1057         return page;
1058 }
1059
1060 static int gather_pte_stats(pmd_t *pmd, unsigned long addr,
1061                 unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1062 {
1063         struct numa_maps *md;
1064         spinlock_t *ptl;
1065         pte_t *orig_pte;
1066         pte_t *pte;
1067
1068         md = walk->private;
1069
1070         if (pmd_trans_huge_lock(pmd, md->vma) == 1) {
1071                 pte_t huge_pte = *(pte_t *)pmd;
1072                 struct page *page;
1073
1074                 page = can_gather_numa_stats(huge_pte, md->vma, addr);
1075                 if (page)
1076                         gather_stats(page, md, pte_dirty(huge_pte),
1077                                      HPAGE_PMD_SIZE/PAGE_SIZE);
1078                 spin_unlock(&walk->mm->page_table_lock);
1079                 return 0;
1080         }
1081
1082         if (pmd_trans_unstable(pmd))
1083                 return 0;
1084         orig_pte = pte = pte_offset_map_lock(walk->mm, pmd, addr, &ptl);
1085         do {
1086                 struct page *page = can_gather_numa_stats(*pte, md->vma, addr);
1087                 if (!page)
1088                         continue;
1089                 gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1090
1091         } while (pte++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1092         pte_unmap_unlock(orig_pte, ptl);
1093         return 0;
1094 }
1095 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1096 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1097                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1098 {
1099         struct numa_maps *md;
1100         struct page *page;
1101
1102         if (pte_none(*pte))
1103                 return 0;
1104
1105         page = pte_page(*pte);
1106         if (!page)
1107                 return 0;
1108
1109         md = walk->private;
1110         gather_stats(page, md, pte_dirty(*pte), 1);
1111         return 0;
1112 }
1113
1114 #else
1115 static int gather_hugetbl_stats(pte_t *pte, unsigned long hmask,
1116                 unsigned long addr, unsigned long end, struct mm_walk *walk)
1117 {
1118         return 0;
1119 }
1120 #endif
1121
1122 /*
1123  * Display pages allocated per node and memory policy via /proc.
1124  */
1125 static int show_numa_map(struct seq_file *m, void *v, int is_pid)
1126 {
1127         struct numa_maps_private *numa_priv = m->private;
1128         struct proc_maps_private *proc_priv = &numa_priv->proc_maps;
1129         struct vm_area_struct *vma = v;
1130         struct numa_maps *md = &numa_priv->md;
1131         struct file *file = vma->vm_file;
1132         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1133         struct mm_walk walk = {};
1134         struct mempolicy *pol;
1135         int n;
1136         char buffer[50];
1137
1138         if (!mm)
1139                 return 0;
1140
1141         /* Ensure we start with an empty set of numa_maps statistics. */
1142         memset(md, 0, sizeof(*md));
1143
1144         md->vma = vma;
1145
1146         walk.hugetlb_entry = gather_hugetbl_stats;
1147         walk.pmd_entry = gather_pte_stats;
1148         walk.private = md;
1149         walk.mm = mm;
1150
1151         pol = get_vma_policy(proc_priv->task, vma, vma->vm_start);
1152         mpol_to_str(buffer, sizeof(buffer), pol, 0);
1153         mpol_cond_put(pol);
1154
1155         seq_printf(m, "%08lx %s", vma->vm_start, buffer);
1156
1157         if (file) {
1158                 seq_printf(m, " file=");
1159                 seq_path(m, &file->f_path, "\n\t= ");
1160         } else if (vma->vm_start <= mm->brk && vma->vm_end >= mm->start_brk) {
1161                 seq_printf(m, " heap");
1162         } else {
1163                 pid_t tid = vm_is_stack(proc_priv->task, vma, is_pid);
1164                 if (tid != 0) {
1165                         /*
1166                          * Thread stack in /proc/PID/task/TID/maps or
1167                          * the main process stack.
1168                          */
1169                         if (!is_pid || (vma->vm_start <= mm->start_stack &&
1170                             vma->vm_end >= mm->start_stack))
1171                                 seq_printf(m, " stack");
1172                         else
1173                                 seq_printf(m, " stack:%d", tid);
1174                 }
1175         }
1176
1177         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1178                 seq_printf(m, " huge");
1179
1180         walk_page_range(vma->vm_start, vma->vm_end, &walk);
1181
1182         if (!md->pages)
1183                 goto out;
1184
1185         if (md->anon)
1186                 seq_printf(m, " anon=%lu", md->anon);
1187
1188         if (md->dirty)
1189                 seq_printf(m, " dirty=%lu", md->dirty);
1190
1191         if (md->pages != md->anon && md->pages != md->dirty)
1192                 seq_printf(m, " mapped=%lu", md->pages);
1193
1194         if (md->mapcount_max > 1)
1195                 seq_printf(m, " mapmax=%lu", md->mapcount_max);
1196
1197         if (md->swapcache)
1198                 seq_printf(m, " swapcache=%lu", md->swapcache);
1199
1200         if (md->active < md->pages && !is_vm_hugetlb_page(vma))
1201                 seq_printf(m, " active=%lu", md->active);
1202
1203         if (md->writeback)
1204                 seq_printf(m, " writeback=%lu", md->writeback);
1205
1206         for_each_node_state(n, N_HIGH_MEMORY)
1207                 if (md->node[n])
1208                         seq_printf(m, " N%d=%lu", n, md->node[n]);
1209 out:
1210         seq_putc(m, '\n');
1211
1212         if (m->count < m->size)
1213                 m->version = (vma != proc_priv->tail_vma) ? vma->vm_start : 0;
1214         return 0;
1215 }
1216
1217 static int show_pid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1218 {
1219         return show_numa_map(m, v, 1);
1220 }
1221
1222 static int show_tid_numa_map(struct seq_file *m, void *v)
1223 {
1224         return show_numa_map(m, v, 0);
1225 }
1226
1227 static const struct seq_operations proc_pid_numa_maps_op = {
1228         .start  = m_start,
1229         .next   = m_next,
1230         .stop   = m_stop,
1231         .show   = show_pid_numa_map,
1232 };
1233
1234 static const struct seq_operations proc_tid_numa_maps_op = {
1235         .start  = m_start,
1236         .next   = m_next,
1237         .stop   = m_stop,
1238         .show   = show_tid_numa_map,
1239 };
1240
1241 static int numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file,
1242                           const struct seq_operations *ops)
1243 {
1244         struct numa_maps_private *priv;
1245         int ret = -ENOMEM;
1246         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
1247         if (priv) {
1248                 priv->proc_maps.pid = proc_pid(inode);
1249                 ret = seq_open(file, ops);
1250                 if (!ret) {
1251                         struct seq_file *m = file->private_data;
1252                         m->private = priv;
1253                 } else {
1254                         kfree(priv);
1255                 }
1256         }
1257         return ret;
1258 }
1259
1260 static int pid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1261 {
1262         return numa_maps_open(inode, file, &proc_pid_numa_maps_op);
1263 }
1264
1265 static int tid_numa_maps_open(struct inode *inode, struct file *file)
1266 {
1267         return numa_maps_open(inode, file, &proc_tid_numa_maps_op);
1268 }
1269
1270 const struct file_operations proc_pid_numa_maps_operations = {
1271         .open           = pid_numa_maps_open,
1272         .read           = seq_read,
1273         .llseek         = seq_lseek,
1274         .release        = seq_release_private,
1275 };
1276
1277 const struct file_operations proc_tid_numa_maps_operations = {
1278         .open           = tid_numa_maps_open,
1279         .read           = seq_read,
1280         .llseek         = seq_lseek,
1281         .release        = seq_release_private,
1282 };
1283 #endif /* CONFIG_NUMA */